Sr Examen

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Gráfico de la función y = arcsin((1-x^2)/2)^(1/2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            ______________
           /     /     2\ 
          /      |1 - x | 
f(x) =   /   asin|------| 
       \/        \  2   / 
$$f{\left(x \right)} = \sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}}$$
f = sqrt(asin((1 - x^2)/2))
Gráfico de la función
Puntos de cruce con el eje de coordenadas X
El gráfico de la función cruce el eje X con f = 0
o sea hay que resolver la ecuación:
$$\sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando x es igual a 0:
sustituimos x = 0 en sqrt(asin((1 - x^2)/2)).
$$\sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - 0^{2}}{2} \right)}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi}}{6}$$
Punto:
(0, sqrt(6)*sqrt(pi)/6)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = 0$$
(la derivada es igual a cero),
y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función:
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = $$
primera derivada
$$- \frac{x}{2 \sqrt{1 - \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{2}}{4}} \sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
Signos de extremos en los puntos:
        _________ 
       /     /1\  
(0,   /  asin|-| )
    \/       \2/  


Intervalos de crecimiento y decrecimiento de la función:
Hallemos los intervalos donde la función crece y decrece y también los puntos mínimos y máximos de la función, para lo cual miramos cómo se comporta la función en los extremos con desviación mínima del extremo:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0$$
(la segunda derivada es igual a cero),
las raíces de la ecuación obtenida serán los puntos de flexión para el gráfico de la función indicado:
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = $$
segunda derivada
$$\frac{- \frac{4 x^{2}}{\left(\left(x^{2} - 1\right)^{2} - 4\right) \operatorname{asin}{\left(\frac{x^{2} - 1}{2} \right)}} - \frac{x^{2} \left(x^{2} - 1\right)}{\left(1 - \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{2}}{4}\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{2}{\sqrt{1 - \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{2}}{4}}}}{4 \sqrt{- \operatorname{asin}{\left(\frac{x^{2} - 1}{2} \right)}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}} = \infty \sqrt{i}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \infty \sqrt{i}$$
$$\lim_{x \to \infty} \sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}} = \infty \sqrt{i}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \infty \sqrt{i}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sqrt(asin((1 - x^2)/2)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}}}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}}}{x}\right)$$
Paridad e imparidad de la función
Comprobemos si la función es par o impar mediante las relaciones f = f(-x) и f = -f(-x).
Pues, comprobamos:
$$\sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}} = \sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}}$$
- Sí
$$\sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}} = - \sqrt{\operatorname{asin}{\left(\frac{1 - x^{2}}{2} \right)}}$$
- No
es decir, función
es
par